دانلود تحقیق چوب چیست

چوب چیست ؟

تعریف کلی: چوب ماده ایست آلی، جامد، متخلخل (porous) ، ناهمگن (hetrogen) ، هر سو نایکسان (Anisotropic) ، باخاصیت جذب و دفع رطوبت که حاصل فعالیت گیاهان چوب ده و سازمان یافته (organized) است.

☺از نظر گیاهشناسی: چوب قسمتی از درخت است که وظیفه استحکام ، نگهداری وهدایت شیره خام از ریشه به تاج درخت را بر عهده دارد.

و شامل بافت ثانویه چوبی شده(xylem) می باشد و لایه زاینده یا کامبیوم آن را می پوشاند.( در گیاه یک ساله چوب نداریم و چوب بافت ثانویه ندارد) ☺از نظر تجاری: چوب عبارتست از ماده جامدی که بین پوست و مغز درخت قرار گرفته و می تواند به صورت خام یا تبدیل شده به مصرف برسد و بر اثر کار روی آن با وسایل مختلف فیزیکی و شیمیایی و ...

می توان به ارزش آن افزود .

(مغز درخت ساختمان پارانشیمی دارد و چوب نیست) ☺از نظر تکنولوژی و علم فیزیک: چوب عبارتست از ماده جامد سازمان یافته بر خلاف اجسام بی شکل(Amorph)، فیبری، اسفنجی شکل و دارای خاصیت هرسو نایکسان ((Anisotropic می باشد.

( بر خلاف اجسام هرسو یکسان( ( Isotropic و از لحاظ تشکیلات ساختمانی ناهمگن (Hetrogen) می باشد.) ☺از نظر شیمیایی: چوب جسمی است آلی شامل ترکیبات پلی ساکاریدی و فنلی که مهمترین ترکیب پلی ساکاریدی آن سلولز و همی سلولز و مهمترین ترکیب فنلی آن لیگنین می باشد.

☺از نظر فیزیکی: چوب جسمی غیر فشرده و غیر متراکم است که واحد یا سلول های سازنده آن عمدتا باریک و بلند و در واقع لوله مانند بوده که حفره ای دروسط و دیواره ای چند لایه دراطراف دارد.

اکثر واحد های سازنده چوب در راستای طولی درخت قرار دارد.

سبکی چوب نسبت به مصالح ساختمانی ، قابلیت بسیار کم در هدایت حرارتی و جریان الکتریسیته ( البته در چوب خشک) ، خاصیت طنین ( تقویت صوت ) و لرزش چوب ، همچنین خاصیت (Ecostic) اکوستیک و کم بودن هدایت صوت در آن از جمله ویژگی های فیزیکی چوب است.

خصوصیات فیزیکی و مکانیکی ، مقاومت به تخریب بیولوژیکی و پایداری ابعاد محصولات چوبی توسط مقدار آب موجود در آن و نوسانات آن در زمان ، تحت تاثیر قرار خواهد گرفت و با توجه به اینکه تقریبا همه خصوصیات چوب و محصولات چوبی تحت تاثیر آب قرار می گیرند درک طبیعت آب در چوب و نحوه تجمع آن در ساختار ریزآن مهم است.

♣ چوب جسمی جامد است یعنی دارای سختی است.

سختی چوب بر حسب گونه های مختلف کم و زیاد بوده و با روش های مختلف این سختی را می توان اندازه گیری کرد.

از طرف دیگر می توان آن را به اشکال و ابعاد مختلف هندسی درآورد و اشیای متفاوتی از آن تهیه نمود.

♣ چوب سازمان یافته است یعنی بر خلاف شیشه و اجسام بی شکل دیگر دارای ساختمان منظمی می باشد که عناصر تشکیل دهنده آن در جهات مختلف به شکل خاصی قرار گرفته اند و در عین حال دارای ساختمان فیبری اسفنجی شکل می باشد ، به عبارت دیگر اکثر عناصرتشکیل دهنده آن رشته ای شکل می باشد و درضمن کاملا فشرده ( فاقد فضا) نمی باشد و هوا می تواند در آن جریان یابد.

از این دو نظر مانند اسفنج می تواند آب و بخار مرطوب را جذب نماید و افزایش وزن و بعد دهد و بالعکس در هوای خشک رطوبت خود را از دست داده و از وزن و ابعاد آن کاسته می شود یعنی جسمی هیگروسکوپیک (جذب و دفع رطوبت) است.

♣ چوب دارای خواص هر سو نایکسانی(Anisotropic) یعنی خواص آن درجهات مختلف و متفاوت آن یکسان نمی باشد به عنوان مثال تغییر ابعاد آن که در جهات مختلفش یکسان نیست.

و تحمل آن در برابر نیرو های وارده در جهات مختلف و از این روبرعکس اجسام هرسو یکسان لازم است خواصش در جهات مختلف اندازه گیری کرد.

مضافا این که دارای ساختمانی ناهمگن است (Hetrogen ) یعنی با اینکه دارای ساختمان درونی سازمان یافته است ولی سلول های تشکیل آن همگی یک شکل و یک اندازه نیستند، طول آنها با یکدیگر متفاوت، حفرات بعضی بزرگتر و یا کوچکتر از یکدیگر و دیواره آنها بسته به وظیفه و شرایط رویشی که دارند گاه ضخیم و گاه نازک و بالاخره بعضی از آنها پر از مواد ذخیره ای نشاسته ای و ...

بوده و برخی کاملا توخالی هستند.

♣ چوب مانند همه بافت های گیاهی دارای ترکیبات شیمیایی بسیار پیچیده است.

بخش عمده سلول های چوبی را سلولز( حدود 50%) و همی سلولز(25%) و مابقی را لیگنین تشکیل می دهد.

سلولز و همی سلولز هر دونم گیر هستند بدین سبب چوب با قدرت رطوبت هوا را جذب کرده و در خود نگه می دارد.

بدین ترتیب چوب در هوای آزاد همواره دارای مقداری رطوبت است که درصد آن با تغییرات رطوبت هوای مجاور پیوسته در تغییر خواهد بود.تغییرات رطوبت در چوب باعث تغییر در شکل و حجم آن می شود و تغییر وزن مخصوص و مقاومت آن می شود.پس خواص چوب در اثر تغییرات رطوبت هوا همواره در تغییر است.

♣ چوب حاصل زندگی گیاهانی است که چهار ویژگی دارند: 1- از گیاهان آوندی است.vascular 2- از گیاهان چند ساله باشند.

perennial plant 3- در آنها تنه دائمی دیده شود.

Bole 4- ساقه آن دارای ساختمان ثانویه چوبی شده باشد.

Xylem ♣ چوب به دلیل شکل پذیر بودن ، نرم و جامد بودن ، داشتن نقوش زیبا و عایق بودن البته در حالت خشک از دیر باز به عنوان بهترین مصالح جهت ساخت انواع فرآورده ها، دست افزار ها و لوازم خانگی مطرح و مورد استفاده بوده است.

♣ ویژگی چوب در بین گونه های مختلف تابع خواص ژنتیکی متفاوت است که باعث می گردد خواص فیزیکی آن در بین گونه های مختلف و حتی در یک گونه در قسمت های مختلف چوب آن مانند چوب درون و چوب برون و ...

تحت تاثیر قرار گیرد.

دید کلی در یک برش عرضی از تنه درخت ، ساختار قابل رویت چوب به ترتیب از مرکز چوب به سمت بیرون عبارتند از: مغز چوب ، چوب یا زایلم ، لایه زاینده (کامبیوم) ، پوست.

مغز چوب مغز ، که در قسمت مرکزی و وسط ساقه یا شاخه قرار دارد، به صورت یک نوار سیاهرنگ قابل تشخیص است.

مغز شامل بافتهایی است که در طی اولین سال رشد درخت تشکیل شده‌اند.

چوب (زایلم) قسمت چوب ، یک لایه ضخیم است که در کنار سلولهای زاینده به صورت حلقه‌های متحد المرکز (رویش‌های سالانه) آرایش می‌یابد.

در درخت در حال رشد ، چوب عموما از سلولهای زنده تشکیل شده است.

چوب محکم‌ترین و مقاوم‌ترین قسمت تنه برای کارهای ساختمانی است.

در جهت برش‌های افقی ، شیره درخت از پوست درخت از میان نسوج شعاعی عبورمی‌کند و به چوب می‌رسد.

نقش نسوج شعاعی در مقاومت چوب بسیار مهم است.

در واقع این نسوج مانند بست‌هایی هستند که الیاف چوب را به همدیگر محکم می‌کنند و نگاه می‌دارند و از خم شدن و از هم‌گسیختگی رشته می‌کاهند.

به مرور زمان در اطراف مغز چوب ، بافتی از سلول‌های مرده تشکیل می‌گردد که چوب پیر نام دارد.

این قسمت معمولا از چوب جوانی که آن را احاطه کرده است محکم‌تر می‌باشد و حاوی مقادیری رنگ و مواد قلیایی است.

در مقطع عرضی درختانی مثل گردو ، آلبالو و نارون ، چوب مرکزی یا چوب پیر دیده می‌شود.

چوب جوان معمولا رنگ روشنی دارد، اما چوب پیر تیره‌تر می‌باشد.

لایه زاینده (کامبیوم) ناحیه کامبیومی ، لایه بسیار نازکی است که شامل سلولهای زنده می‌باشد و بین بافت چوبی اولیه و پوست داخلی (آبکش) قرار دارد.

تقسیم سلولی و رشد شعاعی درخت در این ناحیه صورت می‌گیرد.

تعداد سلولهایی که تولید می‌شوند و به بافت چوبی داخلی می‌پیوندند، بیشتر از تعداد سلولهایی است که به طرف آبکش (قسمت خارجی) می‌روند.

یعنی سلولهای آوند آبکشی کمتر از سلولهای بافت چوبی تقسیم می‌شوند.

به این دلیل ، بیشترین حجم درخت را چوب تشکیل می‌دهد تا پوست.

رشد درخت درخت از طریق تقسیم سلولی به دو صورت رشد می‌کند: رشد طولی و رشد عرضی (شعاعی).

رشد طولی (اولیه) که در اولین فصل سال رخ می‌دهد، در انتهای ساقه‌ها ، شاخه‌ها و ریشه انجام می‌شود و نقاط رشد ، داخل جوانه‌ها که در پاییز سال قبل تشکیل شده‌اند قرار دارد.

رشد عرضی (شعاعی) همانطور که ذکر شد در ناحیه لایه زاینده (کامبیوم) صوت می‌گیرد.

پوست پوست درخت در برابر ضربات و ضایعات مکانیکی از چوب محافظت می‌کند.

این قسمت ، از دو لایه تشکیل شده است: لایه بیرونی (پوست خارجی) و لایه داخلی (آبکش).

لایه نازک پوست داخلی (آبکش) ، انتقال شیره درخت به شاخه‌ها و ذخیره آنها را بر عهده دارد.

پوست درخت در برابر ضربات و ضایعات مکانیکی از چوب محافظت می‌کند.

تقسیم بندی چوب‌ها درختان ، متعلق به تیره گیاهان بذرده هستند که به دو دسته بازدانگان و نهاندانگان تقسیم می‌شوند.

سوزنی‌برگان (نرم چوب‌ها) به دسته اول و پهن برگان (سخت چوب‌ها) به دسته دوم تعلق دارند.

سخت چوب‌ها این دسته ، شامل چوب درختان پهن برگ می‌باشد.

بافت چوب درختان پهن برگ تنها در زمانی که درخت برگ دارد، رشد می‌کند.

رشد و نمو در بهار شروع می‌شود و به مرور در پاییز متوقف می‌شود.

لذا حلقه سالیانه این درختان به صورت یکنواخت از چوب بهاره دارای رنگ روشن به طرف چوب پاییزه تیره رنگ تغییر می‌کند.

نام سخت چوب‌ها ، بدلیل نوع بافت آنها است و دلیل بر سخت‌تر بودن کلیه چوب‌های این دسته نمی‌باشد.

برخی از درختان پهن برگ عبارتند از: گردو ، انجیر ، بلوط ، چنار ، راش ، تبریزی ، سپیدار و افرا.

از جمله موارد استفاده از این نوع چوب‌ها ،‌ ساخت مبلمان ، در و پنجره و نازک کاری در ساختمان می‌باشد.

نرم چوب‌ها شامل چوب درختان سوزنی برگ است.

بافت چوب درختان سوزنی برگ در طول سال ، زمان رشد بیشتری دارد این نوع درختان در بهار و تابستان با شدت بیشتری رشد می‌کنند و سپس تا پایان فصل سرما این رشد و نمو به کندی می‌گراید و به آرامی ادامه پیدا می‌کند.

به این دلیل ، چوب پاییزه و بهاره در حلقه سالیانه براحتی از یکدیگر تمیز داده می‌شود و رنگ آنها این مساله را مشخص می‌کند.

در فصل بهار ، بدلیل وجود آب فراوان و خاک سرشار از مواد غذایی موجب می‌شود که سلولهای پهن با دیواره نازک تشکیل شوند و بافتی متخلخل و نسبتا کمرنگ بوجود آورند.

اما با کاهش سرعت رشد در اواخر تابستان ، چوب پاییزه شکل می‌گردد که متشکل از الیاف دیواره ضخیم است و به ساقه مقاومت و استحکام مکانیکی می‌دهد و فشرده‌تر ، تیره‌تر و مقاومتر از چوب بهاره می‌باشد.

ریز ساختار چوب ترکیبات تشکیل دهنده سلول چوب عبارتند از: کربوهیدراتها ، لیگنین ، مواد استخراجی ، ترکیبات معدنی.

کوبوهیدراتها کربوهیدراتهای موجود در چوب ، عمدتا از سلولز و همی‌سلولزها تشکیل شده است.

سلولز سلولز ، جزء اصلی چوب است.

در اغلب گونه‌ها در حدود 40 تا 45% چوب خشک ، سلولز است.

سلولز یک هوموپلی ساکارید تشکیل شده از واحدهای گلوکز است.

مولکولهای سلولز ، کاملا خطی هستند و تمایل شدید به تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی دارند.

در نتیجه ، دسته‌هایی از مولکولهای سلولز با یکدیگر مجتمع می‌شوند و زیرلیفچه ها را تشکیل می‌دهند.

از تجمع زیرلیفچه‌ها و از تجمع لیفچه‌ها ، لیف سلولزی تشکیل می‌شود.

بر اثر همین ساختار لیفی و پیوندهای هیدروژنی محکم ، سلولز از مقاومت کششی بالایی برخوردار است و در اغلب حلال‌ها ، نامحول می‌باشد.

همی‌سلولزها: همی‌سلولزها ، هتروساکاریدهایی هستند که معمولا بین 20 تا 30% نسبت وزنی چوب خشک را تشکیل می‌دهند و همچون سلولز به عنوان ماده ساختمانی در دیواره سلول عمل می‌کنند.

در اثر اسید ، بسادگی به اجزای تکپاری خود آبکافت می‌شوند.

همی‌سلولزهای سوزنی برگان عبارتند از: گالاکتوگلوکامانان ، آرابینوگلوکورونوزایلان ، آرابینوگالاکتان ، نشاسته و مواد پکتیکی.

همی‌سلولزهای پهن برگان عبارتند از: گلوکورونوزایلان ، گلوکومانان ، نشاسته و مواد پکتیکی.

لیگنین‌ها لیگنین ، بسپاری متشکل از واحدهای فنیل پروپان است و با اتصال‌هایی از نوع اتصال‌های استری یا اتری گلیکوزیدی با کربوهیدراتها ، پیوند برقرار می‌کنند.

پس از خارج ساختن پلی ساکاریدها به وسیله آبکافت از چوب عاری از مواد استخراجی و عصاره ای ، لیگنین به صورت توده نامحلولی باقی می‌ماند.

همچنین می‌توان لیگنین را آبکافت کرد و از چوب خارج نمود یا آن را به به مشتقات محلول تبدیل کرد.

مواد استخراجی تعداد زیادی از اجزای شیمیایی موجود در چوب که در کل بخش کوچکی را تشکیل می‌دهند، در حلال‌های آلی خنثی یا در آب انحلال پذیرند.

این اجزا را مواد استخراجی می‌گویند.

در ترشحات بیرون زده از درخت که بر اثر آسیب‌های مکانیکی یا حمله حشرات و قارچها تراوش می‌کنند نیز ترکیب‌های مشابهی مشاهده می‌شود.

مواد استخراجی را به دو دسته چربی دوست و آب دوست تقسیم می‌کنند و غالبا اصطلاح "رزین" را برای مجموعه عصاره های چربی دوست (به استثنای فنل‌ها) قابل حل در حلالهای غیر قطبی و غیر قابل حل در آب بکار می‌برند.

ترکیب‌های عصاره‌ای ، مواد اولیه خام ارزشمندی در ساخت مواد شیمیایی